新型無人機設備在森林病蟲害中的應用

劉玉平

(寬甸滿族自治縣國營林場管理事務服務中心，遼寧 寬甸 118200)

森林資源是自然資源的重要組成部分，其在生態(tài)環(huán)境建設中的重要地位無可替代，而森林資源培育的主要天敵之一就是病蟲害。如果森林病蟲害得不到及時有效的控制任其蔓延下去，那么樹木的枝干乃至整個植株都將受到影響，必然導致林木病枯直至死亡，將對森林及其質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境、林下經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)種植業(yè)、農(nóng)林加工業(yè)帶來重創(chuàng)，阻礙林區(qū)居民的致富之路。

在二十世紀六七十年代，病蟲害在一些環(huán)境惡劣的北方林區(qū)很難生存，但隨著全球氣候變暖，森林病蟲害尋求到利于生存發(fā)展的環(huán)境。商業(yè)性采伐的全面停止，使森林覆蓋面積逐年增加，但也為森林病蟲害提供了滋生繁衍的“天然家園”。隨著人類生產(chǎn)、生活方式的現(xiàn)代化，病蟲害的抗藥能力也越來越強，普通的農(nóng)藥對病蟲害的作用微乎其微。不可否認的是人們在生產(chǎn)生活中間接給病蟲害提供了更充足的養(yǎng)分。這些因素無疑給人工防治病蟲害工作帶來新的困難。

1 寬甸縣自然地理概況

寬甸滿族自治縣位于遼寧省東部的鴨綠江畔，縣域面積6千km2，東面與朝鮮隔江相望，邊境線全長216.5km。地處長白山與千山山脈過渡地帶，遼東斷塊山地丘陵區(qū)。擁有林地面積741萬畝，森林覆蓋率達到78%，擁有藥用植物一百余科900多種，占整個東北地區(qū)藥用植物的70%，被稱之為“天然中草藥庫”，其中“柱參”有著300多年的栽培歷史。寬甸滿族自治縣屬于濕潤的東亞季風區(qū)，南濕潤帶的北界線在縣境北部橫穿，該地四季分明、雨雪豐沛、冬有嚴寒、夏無酷暑，這也成為病蟲害的溫床?？h內(nèi)林地、農(nóng)耕用地都十分廣袤，種植類產(chǎn)值為縣域經(jīng)濟龍頭，農(nóng)林產(chǎn)業(yè)是人們賴以生存的支柱產(chǎn)業(yè)。

2 森林病蟲害概況

隨著農(nóng)林作物遭受病蟲害程度的逐年增加，農(nóng)林行業(yè)損失率也呈上升態(tài)勢。根據(jù)可靠數(shù)據(jù)顯示，我國目前有高達8000多種病蟲害存在，這8000多種病蟲害對于農(nóng)林必然造成不同程度的破壞。其中，對森林的生長產(chǎn)生影響，甚至導致林木死亡的就有三百多種。

3 新型無人機構造及工作原理

總結多年的病蟲害防治工作經(jīng)驗和教訓，無人機設備在農(nóng)林行業(yè)病蟲害防治工作中的作用顯著。無人機噴藥工具的應運而生，給病蟲害防治工作開創(chuàng)了先河，其構造和工作原理簡單描述如下：

新型噴藥無人機包括多根安裝支架1、液體灑藥箱2、多個灑藥箱安裝塊3、液體灑藥環(huán)4、一對起落防滑支架5、多根供藥管道6、多個液體灑藥噴頭7、供藥液體泵8、多塊灑藥箱固定塊9、頂部安裝架10、多個無人機連接件11及灑藥箱補給蓋12；所述的液體灑藥箱2上設有觀察窗13，觀察窗13為長條形結構并豎直設置在液體灑藥箱2上，可用于觀察液體灑藥箱2內(nèi)的液體余量。上述的多根安裝支架1上分別安裝有固體撒藥盒14，位于上述的多根安裝支架1的外側中部，用于固體藥物的噴撒，可采用現(xiàn)有技術的顆粒藥物出藥結構，確保顆粒藥物的勻速輸出，也適用于種子的播種。上述的液體撒藥環(huán)4的上部設有罩體15，罩體15罩蓋在多個液體灑藥噴頭7的上方，可防止液體藥水受到風吹等外界因素而揚起到無人機設備上，有效保護無人機設備的供電、電子系統(tǒng)。多根安裝支架1上分別設有防水套16，位于液體灑藥環(huán)4的下方，可防止液體藥水腐蝕多根安裝支架1，避免多根安裝支架1生銹腐爛。多根安裝支架1上分別設有熒光貼17，位于多根安裝支架1的中部，可在光線不佳的情況下顯示無人機設備的位置，便于對無人機設備的控制。使用時，將頂部安裝架10通過多個無人機連接件11固定安裝在無人機設備上，一對起落防滑支架5具有防滑效果，可作為無人機設備的起落架使用，便于無人機安全起降；液體灑藥箱2通過多塊灑藥箱固定塊9安裝在多個灑藥箱安裝塊3上，通過現(xiàn)有技術的供藥液體泵8將藥水通過多根供藥管道6輸入液體灑藥環(huán)4內(nèi)，并通過多個液體撒藥噴頭7噴灑出來，灑藥箱補給蓋12便于藥水的補給(圖1、圖2)。

圖1Fig.1

圖2Fig.2

該型無人機適用于農(nóng)林領域中植被的病蟲害防治藥水的噴灑，穩(wěn)定性高，液體和固體藥物可同時進行噴灑，有助于提高工作效率。

4 存在的困境及不利因素

新型無人機設備可以對病蟲害進行全方位的監(jiān)控，從而得到森林及農(nóng)作物健康情況的第一手資料，根據(jù)無人機中遙感數(shù)據(jù)顯示就可以分析出該區(qū)域作物的受損程度及健康情況。無人機能夠做到人工所做不到的事情，并且可以提供長期穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)，為森林環(huán)境保護織好網(wǎng)。但新型無人機在應用過程中還是存在一些問題，其續(xù)航能力差強人意，荷載能力也較弱，這些技術問題都需要在電池等方面進行深入的研究和改善。市場上近年有很多無人機設備應用在各個領域，但是技術質(zhì)量大相徑庭，急需出臺控制質(zhì)量的行業(yè)標準，否則無人機市場的混亂將會影響病蟲害的防治。最重要的一點是無人機尚處于繼續(xù)研發(fā)階段，市場價格較高，不能成為普遍性的家庭必備農(nóng)機工具，另外，無人機的操作需要專業(yè)的培訓，這也將帶來一些技術和經(jīng)濟上的困擾問題。

5 遼東山區(qū)農(nóng)林行業(yè)病蟲害防治應對措施

在病蟲害的防治工作中主要采用物理防治、化學防治等方式，在大規(guī)模的森林及農(nóng)作物種植中，化學防治手段較為常見，針對不同的作物施用不同的農(nóng)藥制劑從而達到最優(yōu)的防治病蟲害效果。燈光和射線是物理方法中較為常見的，而農(nóng)藥的使用是比較容易輕松除掉病蟲害的手段，但是農(nóng)藥對土壤環(huán)境還是存在一定不利影響的。既要保證農(nóng)林產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟增長，又要保護環(huán)境給子孫后代造福，就是大家需要繼續(xù)努力研究的課題。例如林區(qū)中較為常見的樹種楊樹，經(jīng)常受到食葉害蟲的侵蝕，在成蟲的羽化期先采用物理方法用黑光燈誘殺，降低成蟲率，之后施用針對性強的化學制劑敵殺死進行消殺。

6 結語

總體來說，傳統(tǒng)人工施藥方式作業(yè)勞動強度大、效率低、耗時長，如遇到突發(fā)性和爆發(fā)性病蟲害，將難以達到防治效果而導致?lián)p失嚴重，且施藥人員容易發(fā)生中毒事件。新型無人機設備的應用，是近些年剛興起的一種噴灑農(nóng)藥的新型機械化產(chǎn)品，防治效果好，能夠大大提高防治效果和農(nóng)藥利用率，避免人工噴藥對于作業(yè)者有農(nóng)藥殘留的風險，確保作業(yè)者的人身安全，使作業(yè)者可以輕輕松松的完成大面積農(nóng)藥噴灑的目的。